CHIME望遠鏡が90億年前の水素の輝きを検出
国際チームが、約90億年前に遡る水素からの微弱な電波発光を検出し、宇宙がどのように膨張したかを研究する新たな方法を提供した。この検出は、カナダにあるカナダ水素強度マッピング実験 (CHIME) 電波望遠鏡からのものでした。
バンガロールのラマン研究所(RRI)の科学者を含む研究者らは、宇宙が誕生してから約50億年前の信号を検出した。 CHIME は初めて、他の望遠鏡による銀河調査と観測を組み合わせずに、独自のデータのみを使用して水素測定を行いました。
CHIME は離れた場所からの水素信号を検出します
水素は宇宙で最も一般的な元素であり、星が形成される原料となります。その微かな電波の輝きを検出することで、研究者は宇宙史の初期に物質がどのように分布したかを研究することができます。
この発見を最初に提案したトロント大学の博士研究員アーナブ・チャクラボルティ氏は、この測定は宇宙を研究する新しい方法を提供すると述べた。
以前は、CHIME は観測と銀河の調査を相互相関させる必要がありました。これらの調査は銀河からの光を検出しますが、費用は高く、星形成に適切な条件が整っている領域のみを対象としています。
代わりに、CHIME は、水素によって放出される複合電波グローをマッピングできます。これにより、研究者はより広い領域で物質を研究し、さらに宇宙の歴史を研究することが可能になります。
新しい方法で暗黒エネルギーを調査できる可能性がある
この発見は、宇宙の加速膨張を引き起こしていると考えられている神秘的な力であるダークエネルギーを科学者が調査するのにも役立つ可能性がある。
科学者たちは、暗黒エネルギーの性質について競合する理論を持っています。したがって、CHIME からの独立した測定は、これらの理論をテストする別の方法を提供する可能性があります。
CHIME の主任研究員である Mark Halpern 氏は、この技術を宇宙を探査するための新しいアプローチであると説明しました。同氏はまた、このツールはカナダ人によって設計、構築、資金提供されたことにも言及した。
この研究は『The Astrophysical Journal』に発表され、2019年に収集された94夜の観測を使用した。
研究者たちは長年にわたるデータを精査した
水素の信号は非常に弱く、宇宙のノイズ、人間のテクノロジー、望遠鏡自体の中に埋もれていました。したがって、研究者は信号を分離するための新しいデータ処理技術を開発しました。
研究チームは、それが遠い宇宙から来たものであることを確認するまで、1 年以上かけて結果をテストしました。
ラマン研究所の准教授でこの研究の共著者であるサウラブ・シン氏は、CHIMEは電波の波長で空を毎日観測していると述べた。
この望遠鏡には可動部品がなく、高精度の測定が可能なため、研究者は電波空の詳細な記録を構築できます。
水素は宇宙の進化に関する手がかりを提供する
別の論文で研究者らは、信号が水素自体について何を明らかにしているかを調査した。
彼らのデータは、調査期間中に宇宙の水素の約 2% が中性原子の形で存在していたことを示しています。結果は通常、他の測定値と一致します。
水素がどのように分布し、クラスター化されているかを調べることで、科学者は銀河がどのように形成され、進化したかを調査することもできます。
現在の測定値は、利用可能な CHIME データのほんの一部にすぎません。研究者らは現在、7年近くの観測を行っており、分析をさらに宇宙の歴史にまで拡張することに取り組んでいる。
次の段階では、宇宙が誕生してから約 30 億年が経過した初期の時代を調査し、宇宙の拡大に伴って物質がどのように進化したかを知る新たな窓を提供する可能性があります。